Giáo trình mô đun Sửa chữa, bảo trì mạch điện tử (Nghề Điện tử công nghiệp – Trình độ trung cấp)

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ BR-VT GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: SỬA CHỮA, BẢO TRÌ MẠCH ĐIỆN TỬ NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày…….tháng….năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao đẳng trung cấp, giáo trình sửa chữa, bảo trì mạch điện tử giáo trình mơn học biên soạn theo chương trình Trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghệ BR-VT Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặc chẽ Giáo trình cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo mục tiêu đào tạo có tính thực tiễn cao Nội dung giáo trình biên soạn với lượng thời gian đào tạo 75 gồm có: Bài 1: Bộ nguồn tuyến tính Bài 2: Bộ nguồn ổn áp xung Bài 3: Mạch khuếch đại công suất Bài 4: Mạch Driver công suất Bài 5: Mạch inverter BR-VT, ngày 10 tháng 07 năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên Trương Thiện Quân MỤC LỤC TRANG Lời giới thiệu Bài 1: Bộ nguồn tuyến tính Định nghĩa Nguyên lý hoạt động 2.1 Nguyên lí hoạt động khối: 2.2 Hiệu suất hoạt động 2.3 Các đặc tính khác 10 2.4 Ưu điểm - nhược điểm 11 Ứng dụng nguồn tuyến tính 11 Khảo sát nguồn ±35v 11 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 12 5.1 Đứt cầu chì 12 5.2 Biến áp bị rò điện 13 5.3 Cầu diode hư ( hư mạch chỉnh lưu) 13 5.4 Phù tụ lọc (hư mạch lọc) 14 5.5 Mạch ổn áp hư 14 2: nguồn ổn áp xung 15 Định nghĩa 15 Cấu tạo nguồn xung 16 Nguyên lý hoạt động 19 Chức linh kiện 19 Khảo sát nguồn ổn áp xung ATX 20 4.1 Mạch chỉnh lưu: 21 4.2 Nguồn cấp vào: 21 4.3 Nguồn chính: 22 4.4 Ưu nhược điểm nguồn xung 23 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 23 Bài 3: Mạch khuếch đại công suất 30 Nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại công suất 30 Các mạch khuếch đại công suất 31 2.1 Mạch khuếch đại công suất chế độ A 31 2.2 Mạch khuếch đại công suất chế độ B 33 2.3 Mạch khuếch đại công suất chế độ C 36 Khảo sát mạch khuếch đại công suất 36 3.1 Mạch OCL 36 3.2 Mạch OTL 37 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 37 Bài 4: Mạch driver led 38 Định nghĩa: 38 1.1 Led driver gì? 38 1.2 Vai trò led driver đèn led 38 Chọn driver led 38 2.1 Led driver dịng khơng đổi (constant current) 39 2.2 Led driver điện áp không đổi (constant voltage) 39 2.3 Led driver sử dụng điện trở để hạ áp 40 2.4 Nguồn led sử dụng IC 40 2.5 Led driver dimmable 40 Khảo sát mạch driver led 41 3.1 Cấu tạo nguồn đèn led (led driver) 41 3.2 Nguyên lý hoạt động 42 Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 43 Bài 5: Mạch Inverter 45 Sơ đồ mạch inverter 45 Mạch inverter 45 2.1 Sơ đồ mạch inverter 46 2.2 Nguyên lý hoạt động mạch inverter bản: 47 2.3 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 IRF540 47 2.4 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 2N3055 48 Phân tích hư hỏng thường gặp cách khắc phục 48 Tài Liệu Tham Khảo .50 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Sửa chữa, bảo trì mạch điện tử Mã mơ đun: MĐ 17 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: - Vị trí: mơn học bố trí sau học xong mơn học mơ đun sau: An tồn lao động, Kỹ thuật điện, Đo lường điện - điện tử, Kỹ thuật điện tử, Thiết kế chế tạo mạch điện tử, Kỹ thuật xung - số, Kỹ thuật cảm biến, PLC… - Tính chất: mơn học chun mơn bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: Giúp cho người học có khả sửa chữa, bảo trì mạch điện tử dân dụng công nghiệp Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Phân tích tượng hư hỏng thiết bị điện máy móc, thiết bị điện tử để sửa chữa bảo trì nhanh chóng + Trình bày cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động, tính chất, với ứng dụng linh kiện điện tử + Trình bày cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động, ứng dụng, mạch điện tử thường dùng, tìm hiểu mạch điện chuyên biệt dùng thiết bị điện tử công nghiệp + Phân tích nguyên lý hoạt động mạch điện, thiết bị điện tử thiết kế kiểm tra sửa chữa + Thiết kế số mạch điện thay mạch điện ứng dụng Đáp ứng yêu cầu công việc sửa chữa hay cải tiến chế độ làm việc thiết bị điện tử công nghiệp - Về kỹ năng: + Vận hành thiết bị điện, thiết bị điện tử +Lắp đặt, kết nối thiết bị điện tử + Bảo trì, sửa chữa tất thiết bị điện tử ứng với yêu cầu công việc - Về lực tự chủ trách nhiệm: Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc Nội dung mô đun: BÀI 1: BỘ NG̀N TUYẾN TÍNH Giới thiệu: Mọi mạch điện tử hoạt động nguồn điện đẳng áp (điện áp khơng đổi) Nguồn cấp phải liên tục trì điện áp đầu mức (3.3V; 5V…) kể điện áp đầu vào thay đổi, dòng đầu thay đổi Nếu nguồn cấp không ổn định ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ công suất tải Bài tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động hư hỏng thường gặp cách khắc phục nguồn tuyến tính Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: -Kiến thức: + Trình bày khối chức nguồn tuyến tính cơng suất lớn + Phân tích nguyên lý hoạt động - Kỹ năng: + Chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hư hỏng + Rèn luyện tính tích cực, chủ động, đảm bảo an tồn, tiết kiệm Nội dung chính: Định nghĩa - Mạch nguồn tuyến tính mạch điện biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp chiều tần số thấp thông thường chủ yếu 50hz sau lọc phẳng tụ điện khống chế thành điện áp cố định để cấp cho tải Trong trình sửa chữa nhiều mạch nguồn thiết bị thực tế bếp từ ,nồi cơm , lị vi sóng ,máy giặt ,điều hịa chúng tơi thấy thực tế nguồn tuyến tính có sơ đồ khối sau - Cấu trúc Hình 1.2: cấu trúc nguồn tuyến tính Nguyên lý hoạt động 2.1 Nguyên lí hoạt động khối: Biến áp : có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều từ điện sang điện khác có tần số , mạch nguồn tuyến tính làm nhiệm vụ hạ áp từ 220VAC xuống mức điện áp xoay chiều tùy nhà thiết kế để cấp cho mạch chỉnh lưu Hình 1.3: Cá loại biến áp sử dụng nguồn tuyến tính Khối chỉnh lưu : Chỉnh nắn , lưu dịng nên hiểu chỉnh lưu biến dòng điện ( điện áp ) xoay chiều thành dòng điện ( điện áp ) chiều để cấp cho mạch điện tử Trong thực tế khối thường sử dụng diode đơn lẻ diode cầu để biến đổi điện áp Để minh hoa cho bạn dễ hiểu mạch chỉnh lưu thường dùng thực tế Chỉnh lưu nửa chu kì : Hình 1.4: Sơ đồ mạch chỉnh lưu bán kỳ dạng sóng ngõ Chỉnh lưu tồn kì có điểm Hình 1.5: Sơ đồ mạch chỉnh lưu tồn kỳ có điểm giữavà dạng sóng ngõ Chỉnh lưu tồn kì cho điện áp sau chỉnh lưu liên tục với diode DS1 DS2 thay phiên làm việc ,trong trường hợp bạn muốn lấy điện áp âm việc mắc ngược lại giống với chỉnh lưu nửa chu kì xét phía Chỉnh lưu tồn sóng sử dụng cầu diode : Hình 1.6: Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu Trong thực tế kiểu sử dụng cầu diode dùng nhiều thực tế cho tồn sóng nên cho hiệu suất cao ,sử dụng mạch điện áp cao công suất lớn Cầu diode sử dụng diode đơn lẻ ghép với sử dụng cầu diode dc tích hợp sẵn bên Hình 1.7: Các loại cầu diode Khối lọc nguồn : Khối đơn giản sử dụng tụ hóa để lọc phẳng điện áp chiều để cấp cho tải Giá trị điện dung cao lọc phẳng, nhiều trường hợp muốn tăng giá trị điện dung bạn ghép song song tụ Hình 1.8: tụ điện Khối ổn áp : Khối có nhiệm vụ tạo điện áp cố định để cấp cho tải nhiều trường hợp điện áp AC thực tế biến đổi dẫn đến mạc bị biến đổi điện áp khơng có mạch tạo điện áp cố định nhiều trường hợp gây hỏng tải đằng sau Trong thực tế người ta hay sử dụng IC ổn áp họ 78xx, 79xx để cấp điện áp cố định tải với xx thể số điện áp Sơ đồ mạch điện Hình 1.9: Sơ đồ mạch ổn áp 5V Hình 1.10: Ký hiệu sơ đồ chân loại IC ổn áp dương Trong nhiều trường hợp nhà thiết kế không sử dụng IC ổn áp mà lại sử dụng linh kiện thông dụng để tạo điện áp chuẩn diode zenner Mạch sau Hình 1.11: Sơ đồ mạch ổn áp dùng Zener Cách tính tốn mạch nguồn -Dịng điện Iz qua zener tối đa: Izmax=Pz/ Vz Với Pz công suất diode, Vz điện áp ổn áp diode -Chọn điện trở hạn dòng Rs nhỏ nhất: Rsmin= (Vin-Vz)/Izmax 2.2 Hiệu suất hoạt động – Dòng I(v) lớn IC nguồn tuyến tính tỏa nhiệt mạnh, tiêu tốn nhiều lượng cần miếng tản nhiệt lớn Ví dụ LM7805 Với điện áp vào 12V, điện áp 5V Hiệu suất LM7805 tính sau: – Thay số ta có, hiệu suất LM7805 5/12=41.66% Điện áp đầu vào lớn hiệu suất tệ Biểu đồ mơ tả liên hệ tỉ lệ điện áp vào/ra với hiệu suất IC nguồn tuyến tính: Hình 1.12: Biểu đồ điện áp hiệu suất IC – Từ cơng thức tính hiệu suất, theo lý thuyết thấy trường hợp cho hiệu suất cao điện áp đầu vào=đầu Nhưng thực tế có điện áp rơi IC nguồn tuyến tính (cụ thể rơi Transistor) Do điện áp đầu phải nhỏ điện áp đầu vào 2.3 Các đặc tính khác – Một đặc tính quan trọng cần đề cập đến IC nguồn tuyến tính tự ngắt nhiệt độ cao Sơ đồ nguyên lý khối tự bảo vệ nhiệt sau: Hình 1.13: Sơ đồ mạch bảo vệ nhiệt – Khối hoạt động sau: Cảm biến nhiệt đô Q1 đặt gần với transistor (phần Voltage controlled) Q1 có điều kiện mở điện áp VBE=0.35V nhiệt độ vượt ngưỡng 160 độ Khi nhiệt độ transistor vượt 160 độ, Q1 mở thơng, kéo tồn dịng vào Lúc dịng tải hạ xuống, lượng hao phí transistor (do tỏa nhiệt) khơng cịn, nhiệt độ transistor giảm dần Khi nhiệt độ xuống ngưỡng 160 độ, Q1 đóng lại – Lưu ý sử dụng IC nguồn tuyến tính, điện áp đầu vào lớn nhiều so với điện áp đầu đầu cần dịng hoạt động lớn bạn cần miếng tản nhiệt đủ lớn Nên bố trí IC riêng góc PCB bạn để tránh ảnh hưởng linh kiện khác Ví dụ hình ảnh bên miếng tản nhiệt sử dụng cho 7812, với đầu vào cỡ 24VDC đầu sử dụng dòng tới 1A 10 2.3 Mạch khuếch đại công suất chế độ C Trong mạch khuêch đại chế độ C, T phân cực miền ngắt Với tín hiêu vào hình sin, tín hiêu xung với độ rộng nhỏ 1/2 chu kỳ hình Méo trường hợp lớn Hoạt động mạch khuêch đại chế độ C không tuyên tính Mạch khuêch đại lớp C thường sử dụng kêt hợp với tải cộng hưởng chủ yếu để khch đại cơng suất tần số cao Hình 3.9: Mạch khuếch đại chế độ C Mạch khuếch đại không tiêu hao cơng suất chế độ tĩnh (vì ICQ= 0) công suất tiêu hao chế độ động phụ thuộc vào biên độ tín hiêu vào v(t) góc dẫn Vì lý đó, hiêu suất mạch chế độ C hàm góc dẫn Khi giảm góc dẫn ộ này, hiêu suất tăng đạt tới 100% Thực tế khơng thể giảm góc dẫn nhiều cơng suất tổng giảm theo Khảo sát mạch khuếch đại công suất 3.1 Mạch OCL Hình 3.9: Mạch khuếch đại OCL 36 3.2 Mạch OTL Hình 3.10: Mạch khuếch đại OTL Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 4.1 Hỏng mạch khuếch đại tín hiệu đầu vào 4.1.1 Hiện tượng: có tín hiệu đầu vào khơng tín hiệu ra, tín hiệu bị méo tiếng 4.1.2 Nguyên nhân: tụ tín hiệu ngõ vào hỏng, tầng tiền khuếch đại không hoạt động, phân cực tần tiền khuếch đại thay đổi 4.1.3 Biện pháp khắc phục: - Bước 1: Xác định vị trí mạch khuếch đại đầu vào, xác định xác tụ liên lạc, transistor, điện trở phân cực… mạch tiền khuếch đại - Bước 2: kiểm tra nguội linh kiện mạch điện VOM để xác đ5nh linh kiện hư hỏng: tụ dẫn tín hiệu, điện trở phân cực transistor, chất lượng transistor, mạch in… hư hỏng thay thế, mạch in đứt hàn lại - Bước 3: Cấp nguồn cho mạch điện hoạt động: đo điện áp cực transistor VOM(VE, VB, VC, VBE ), Điều chỉnh phân cực phát sai lệch - Bước 4: Thay linh kiện hư hỏng: chọn linh kiện thay thế, hàn nối linh kiện vào mạch điện, kiểm tra tổng thể trước cấp nguồn 4.2 Hỏng mạch khuếch đại công suất 4.2.1 Hiện tượng: 4.2.2 Nguyên nhân: 4.2.3 Biện pháp khắc phục - Bước 1: Tháo sò kênh đo: Nếu khác 0V hỏng mạch công suất ⇒kiểm tra thay mạch công suất IC cơng suất - Bước 2: Đo tín hiệu điểm khác không ⇒ kiểm tra board nguồn board tiền khuếch đại - Bước 3: Hỏng transistor khuếch đại điện áp (nằm gần cặp khuếch đại vi sai) ⇒ kiểm tra thay 37 BÀI 4: MẠCH DRIVER LED Giới thiệu: Đèn led kể từ xuất nhanh chóng ứng dụng rộng rãi sống Thay sử dụng tắc te đèn truyền thống, đèn led sử dụng led Driver để nâng cao hiệu suất chiếu sáng tiết kiệm chi phí điện gấp lần Vậy Led Driver gì? Chúng ta tìm hiểu Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: - Kiến thức: + Xác định nhiệm vụ chức linh kiện mạch + Phân tích nguyên lý hoạt động - Kỹ năng: + Xác định hư hỏng thường gặp + Thay phần hư hỏng Nội dung chính: Định nghĩa: 1.1 LED Driver gì? LED Driver cịn gọi nguồn LED, hay trình điều khiển LED nguồn điện khép kín để kiểm sốt dịng điện điện áp cung cấp cho đèn LED Hình 4.1: Các driver led 1.2 Vai trò led Driver đèn led Nguồn led có vai trị quan trọng việc phát sáng đèn led Cung cấp nguồn điện áp thích hợp giúp đảm bảo ổn định hoạt động đèn led Trong trình hoạt động có thay đổi nhỏ khiến đèn xảy vấn đề Nên chúng bảo vệ đèn led khỏi biến động điện áp biến động dòng điện Giúp đèn led chiếu sáng ổn định, kéo dài tuổi thọ cho đèn led Ngoài ra, nguồn cịn bảo vệ tồn diện, tăng độ bền cho trình điều khiển đèn LED Nếu gặp lỗi điện thấp áp cao áp cho đầu đầu vào, tải mở đầu xử lý Chức bảo vệ thích ứng nhiệt độ vi mạch giúp quản lý sức nóng đèn LED hiệu Chọn driver led 38 2.1 LED driver dịng khơng đổi (constant current) - Trong Driver dịng khơng đổi liên tục thay đổi điện áp mạch điện tử để giữ trì dịng điện khơng đổi - Các driver cung cấp dịng khơng đổi cho đèn LED điện u cầu dòng điện cố định dải điện áp đầu Sẽ có đầu định, gắn nhãn amps milliamps, với loạt điện áp thay đổi tùy thuộc vào tải (công suất) đèn LED Hình ví dụ bên dưới, đầu 700mA, phạm vi điện áp đầu 4-13V DC (volt dịng điện trực tiếp) Hình 4.2: Driver led dịng khơng đổi Ưu điểm Nhược điểm Tránh đèn vượt khỏi quy định dòng tối Hạn chế sử dụng cho đèn led công suất đa cho đèn LED thấp Hạn chế việc gia tăng nhiệt/cháy đèn Dễ dàng cho nhà thiết kế chiếu sáng ứng dụng điều khiển, tạo ánh sáng với độ sáng ổn định quán 2.2 LED driver điện áp khơng đổi (constant voltage) Các trình điều khiển điện áp không đổi đèn LED điện yêu cầu điện áp đầu cố định với dòng đầu tối đa Trong đèn LED này, dòng điện điều chỉnh, điện trở đơn giản điều khiển dịng khơng đổi bên trong, mơ đun LED Những đèn LED yêu cầu điện áp ổn định, thường 12V DC 24V DC Trong hình ví dụ bên dưới, điện áp đầu 24V DC dòng điện đầu tối đa 1,04A • Hình 4.2: Driver led áp khơng đổi Ưu điểm Nhược điểm Là công nghệ quen thuộc giúp Chỉ dùng cho đèn led hệ thống điện cho kỹ sư dễ dàng việc thiết xác định sẵn dùng cho 39 • kế lắp đặt mức điện định Các chi phí thấp hơn, đặc biệt ứng dụng quy mô lớn 2.3 LED Driver sử dụng điện trở để hạ áp Đây loại nguồn led driver thô sơ với nguyên tắc hoạt động đơn giản sử dụng điện trở đến hạ áp Hình 4.2: Driver led sử dụng điện trở để hạ áp Ưu điểm Nhược điểm Có thể sử dụng thiết kế loại đèn Sản phẩm đời cũ nên cịn loại đèn giá rẻ, chất lượng thấp Led sử dụng Drive • • • • 2.4 Nguồn LED sử dụng IC Drive vượt trội hẳn Drive đời đầu Nó sử dụng IC hệ thống biến để điều chỉnh dòng điện Ưu điểm Nhược điểm Là công nghệ quen thuộc giúp Chỉ dùng cho đèn led hệ thống điện cho kỹ sư dễ dàng việc thiết xác định sẵn dùng cho kế lắp đặt mức điện định Các chi phí thấp hơn, đặc biệt ứng dụng quy mô lớn + 2.5 LED Driver Dimmable • Đây nguồn led nói đại sử dụng phổ biến Bản thần nguồn led dimmable thực cơng việc dịng đèn trên; bên cạnh có cịn thay đổi độ sáng ánh đèn • Sản phẩm có thành phần gọi chiết áp nhờ chiết áp đèn cho người sử dụng thay đổi màu ánh sáng phát Ưu điểm Nhược điểm Sở hữu tính vượt trội • Q trình lắp đặt phức tạp hơn, tốn ứng dụng rộng rãi để thiết kế loại thời gian đèn led chiếu sáng • Giá thành cao loại nguồn Có thể sử dụng với chiết áp để khác 40 thay đổi độ sáng ánh sáng đèn led theo ý muốn để phù hợp với không gian khác ❖ Các Driver LED sử dụng phổ biến cho đèn LED - Driver LED 12V Điện áp đầu ra: 12V, điện áp đảm bảo an toàn cho đèn led người dùng Ứng dụng dùng cho đèn led chiếu sáng dân dụng, đèn led trang trí, quảng cáo,… - Nguồn LED 24V Điện áp đầu 24V phù hợp với không gian lắp đặt dễ có nước tác động Điện áp đảm bảo an toàn cho đèn led người dùng dùng cho đèn chiếu sáng nước đèn trời - Nguồn LED Driver 36V Led Driver 36V có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt Nguồn giúp biến đổi điện áp xoay chiều sang chiều cấp nguồn cho thiết bị Nguồn 36V thường sử dụng tủ điện cơng nghiệp, hộ gia đình, cho camera, cho bảng quảng cáo led, máy bơm DC… - Nguồn LED 220V Thường dùng để biến đổi dòng điện chiều AC 220V DC 220V Thường dùng để gắn cho đèn led dây; đèn nhà xưởng Nguồn 220v dùng cho led dây có đa dạng công suất, nhằm đáp ứng tối đa nhu cầu sử dụng Công suất tải tối đa 50M led dây - Nguồn LED Driver 18w Nguồn led Driver 18w nguồn dùng cho đèn led có cơng suất 18w Ứng dụng cho loại đèn led dân dụng đèn led trang trí cơng suất nhỏ Khảo sát mạch driver LED 3.1 Cấu tạo nguồn đèn LED (LED Driver) 41 Hình 4.3: Cấu tạo Driver led phận Driver LED - Diode chỉnh lưu Có vai trị biến đổi dịng điện xoay chiều AC dòng điện chiều DC - Biến áp Giúp cho việc hạ điện áp xuống ngưỡng điện áp hoạt động đèn led Chất lượng biến áp định chất lượng khả tiết kiệm điện - Tụ hóa Tụ lọc nguồn đầu vào: San phẳng lọc nhiễu điện áp đầu vào giúp dòng ổn định trước đưa qua tụ lọc thứ cấp Tụ lọc nguồn đầu ra: Các tụ lọc thứ cấp tiếp tục lọc điện áp đầu để thành điện áp chiều giúp đèn chiếu sáng ổn định - Mosfet công suất Mosfet phận quan trọng nguồn led driver Bộ phận mosfet đóng cắt với tần số cao Cấu tạo mạch điện nguồn đèn led có chất lượng tốt 3.2 Nguyên lý hoạt động Hình 4.3: Sơ đồ khối Driver led - Khối Cầu diode có chức chỉnh lưu, biến nguồn điện xoay chiều AC đầu vào thành dòng điện chiều DC - Khối Đây phận coi “trái tim” nguồn Driver bao gồm IC điều khiển đóng ngắt Mosfet Nguyên lý hoạt động khối tạo nên xung dao động chiều, làm khối hoạt động Dịng điện có thay đổi IC điều khiển đóng ngắt Mosfet để giúp công suất đảm bảo - Khối Khối có chức làm phẳng xung điện đầu Mosfet Khi xung chiều khỏi mosfet hoạt động đóng ngắt Mosfet nên xung không phẳng mà bị nhiễu kim Khối có tác dụng làm phẳng xung điện, loại trừ nhiễu áp cao từ giúp tăng tuổi thọ bóng đèn led Chú ý: nguồn cao cấp sở hữu khối 42 - Khối Khối điều chỉnh ngưỡng điện áp xuống mức hoạt động đèn led 10V 12V hay 24VDC Nếu biến áp tốt hiệu suất hoạt động nguồn cao - Khối Đây tụ điện lọc điện áp đầu San phẳng điện áp đầu giúp ánh sáng phát từ chip led hoạt động ổn định Với nguồn chất lượng tụ điện không đủ lớn để xử lý khiến cho đèn dễ xảy lỗi trình hoạt động - Khối Khối cuối đèn led Chip led thân đèn phát sáng có dịng điện chạy qua làm điot phát sáng Các hư hỏng thường gặp cách khắc phục 4.1 Cầu chì bị đứt 4.1.1 Hiện tượng: cầu chì bị đứt cháy, nổ 4.1.2 Nguyên nhân: áp lớn định mức, sét đánh, ngắn mạch tải 4.1.3 Biện pháp khắc phục: - Bước 1: Dùng VOM đo điện áp ngõ vào xem có lớn khơng - Bước 2: Đo tổng trở mạch xem có bị ngắn mạch ngõ khơng - Bước 3: Nếu điện áp vào định mức ngõ khơng bị ngắn mạch⇒thay cầu chì có thơng số tương đương ⇒ dùng bóng đèn nối tiếp với board xong cấp nguồn ⇒ đo điện áp ngõ có mạch ổn định - Bước 4: Bỏ bóng đèn cấp trực tiếp nguồn xác định lại điện áp 4.2 Phù tụ cao áp 4.2.1 Hiện tượng: Đầu tụ bị phồng lên 4.2.2 Nguyên nhân: sai lệch điện áp, cực tụ bị bẩn dẫn đến chạm chập 4.2.3 Biện pháp khắc phục: - Bước 1: Kiểm tra điện áp chân tụ xem có vượt giá trị định mức ghi tụ không - Bước 2: Xả điện cho tụ, tháo tụ, vệ sinh board mạch thay tụ có thơng số tương đương 4.3 Diode chỉnh lưu cháy nổ Hình 4.4: Hiện tượng cháy nổ diode mạch driver led 4.3.1 Hiện tượng: diode bị cháy đen, điện áp ngõ khơng có 43 4.3.2 Ngun nhân: Chập IC, 4.3.3 Biện pháp khắc phục - Bước1: Kiểm tra chân IC xem có chập khơng (nếu có thay IC) - Bước 2: Thay điốt hàn dây Jumper vết cháy - Bước 3: Nối tiếp bóng đèn với mạch cấp nguồn Dùng VOM đo điện áp mạch khác mạch tốt - Cuộn lọc nhiễu: Dùng VOM đo cách điện cuộn lọc xem có chạm chập khơng ⇒ có quấn lại 4.4 IC nguồn driver - Tạo dao động ( Tích hợp mosfet bên trong) Khối gồm thành phần chính, IC điều khiển, hai phần đóng cắt – MOSFET ( Một số loại nguồn sử dụng Transitor thay cho Mosfet) IC điều khiển có chức tạo tín hiệu điều khiển MosFet đóng cắt mạch liên tục để tạo xung Nghĩa biến dòng điện đầu vào ( Sau qua mạch chỉnh lưu) dịng chiều khơng có dao động thành dòng điện chiều dao động theo tần số định, tần số tần số đóng cắt Mosfet 4.4.1 Hiện tượng: khơng có dịng ngõ 4.4.2: Hỏng Mosfet IC 4.4.3: Biện pháp khắc phục - Bước 1: Tách board khỏi led, hàn dây nguồn vào để cấp nguồn 220V để test - Bước 2: Dùng đồng hồ số để đo điện áp DC( chỉnh đo 1000VDC) - Bước 3: Kiểm tra nguồn cầu diode (khoảng 300 VDC ) - Bước 4: Tiến hành đo điện áp ngõ (khoảng 280 VDC ) - Bước 5: Xả điện cho tụ 10uF/400V - Bước 6: Chỉnh VOM thang đo diode để kiểm tra IC nguồn tạo dao động - Bước 7: Đo chân chân cấp nguồn cho IC đảo chiều để kiểm tra( IC tốt điện trở lớn khoảng 500Ω) - Bước 8: Đo điện trở cấp nguồn cho IC dao động ( điện trở 1,2,3… tạo cầu phân áp) 44 BÀI 5: MẠCH INVERTER Giới thiệu: Mạch inverter thiết kế để sử dụng rộng rãi lĩnh vực từ máy tính, thắp sáng, lượng sạch: điện gió,mặt trời… Bài tìm hiểu nguyên lý cấu tạo hoạt động mạch inverter Mục tiêu: Sau học xong người học có khả năng: - Kiến thức: + Xác định nhiệm vụ chức linh kiện mạch + Giải thíchđược nguyên lý hoạt động - Kỹ năng: + Chẩn đoán, kiểm tra, sửa chữa hư hỏng Nội dung chính: Sơ đồ mạch inverter Hình 5.1: Sơ đồ khối mạch inverter - Khối nguồn DC sử dụng acquy từ Pin mặt trời, từ motor chiều… - Khối dao động: tạo dao động 50Hz kích mở transistor cơng suất Sử dụng dao động đa hài tín hiệu đóng mở với tần số phù hợp với tần số mạch - Khối công suất: sử dụng transistor cơng suất (ví dụ 2N3055) có nhiệm vụ đóng mở liên tục với tần số 50Hz cung cấp dòng cho cuộn sơ cấp biến áp Biến áp: có nhiệm vụ biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều có giá trị tùy theo mục đích sử dụng khơng làm thay đổi tần số dòng điện Mạch inverter Giống tên gọi mạch inverter thiết bị điện tử có khả đảo ngược(invert) điện áp DC(thường từ pin, acquy…) thành điện áp AC Ngõ mạch inverter điện áp có biên độ tần số tương đương với điện áp AC ta thường dùng gia đình Có dạng: Mạch inverter tạo điện áp AC dạng sin mạch sử dụng công nghệ PWM để tạo sóng sin Một mạch inverter gồm khối : dao động, điều khiển biến áp ngõ ❖ Dao động(oscillator) - 45 Khối có nhiệm vụ tạo xung dao động thông qua mộ IC mạch bán dẫn Các dao động tạo đỉnh điện áp dương âm ( Ground) với tần số xác định cụ thể( số đỉnh điện áp dương giây) Các dao động thường dạng trụ vng dược gọi sóng vng Mạch inverter hoạt động với dao động gọi mạch inverter sóng vng Các xung sóng vng tạo khối dao động yếu không sử dụng để điều khiển biến áp đầu dịng điện cao Do đó, xung đưa đến tầng khuếch đại ❖ Khối khuếch đại (khối tăng cường): Ở tần số dao động nhận được khuếch đại thích hợp lên mức dịng điện cao cách sử dụng bóng bán dẫn công suất Mosfet Mặc dù khuếch đại điện xoay chiều, mức điện áp nguồn cung cấp pin khơng thể sử dụng để vận hành thiết bị điện hoạt động điện xoay chiều điện áp cao Do đó, điện áp khuếch đại cuối đưa vào cuộn dây thứ cấp máy biến áp ngõ ❖ Biến áp công suất ngõ ra(Output Power Transformer): Biến áp thường sử dụng để giảm nguồn điện AC ngõ vào xuống mức AC ngõ thấp thông qua cảm ứng từ hai cuộn dây Trong mạch inverter, biến áp sử dụng cho mục đích tương tự có hướng ngược lại, tức điện áp AC mức thấp từ giai đoạn đưa vào cuộn dây thứ cấp dẫn đến điện áp ngõ tăng thông qua tượng cảm ứng cuộn sơ cấp máy biến áp Điện áp cuối sử dụng để cấp nguồn cho thiết bị điện gia dụng khác đèn, quạt, máy trộn, bàn là, hàn, v.v 2.1 Sơ đồ mạch inverter Hình 5.2: mạch inverter 46 2.2 Nguyên lý hoạt động mạch inverter bản: - Cực dương từ pin cấp nguồn cho IC dao động (chân Vcc), điểm biến áp - IC dao động cấp nguồn bắt đầu tạo xung Hi/lo luân phiên chuyển đổi qua chân đầu nó, chân A chân B, tốc độ tần số định, chủ yếu 50Hz 60Hz tùy thuộc vào thông số kỹ thuật quốc gia - Các sơ đồ chân kết nối với thiết bị nguồn 2, mosfet BJT công suất - Tại thời điểm điện áp chân A cao áp chân B thấp, Thiết bị Nguồn số chế độ dẫn điện, Thiết bị Nguồn số giữ chế độ TẮT Trường hợp nối dây phía máy biến áp với đất thông qua thiết bị nguồn số 1, làm cho cực dương pin qua nửa máy biến áp, cấp điện cho phần máy biến áp - Tương tự, thời gian chân áp B cao chân A thấp, cuộn sơ cấp máy biến áp kích hoạt Chu kỳ lặp lặp lại liên tục gây tượng đẩy kéo dòng điện cao qua hai nửa cuộn dây máy biến áp - Trạng thái cuộn thứ cấp máy biến áp gây lượng điện áp dòng điện tương đương chuyển đổi qua cuộn thứ cấp cảm ứng từ, dẫn đến việc tạo điện xoay chiều 220V 120V yêu cầu cuộn thứ cấp máy biến áp, sơ đồ hình 5.2 2.3 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 IRF540 Hình 5.3: mạch inverter 100W dùng CD4047 47 2.4 Mạch inverter 100w sử dụng CD4047 2N3055 Hình 5.4: mạch inverter 100W dùng CD4047 2N3055 Giải thích Chức khối - Khối nguồn: Nguồn chiều DC, lấy từ acquy hay chỉnh lưu Thời gian sử dụng phụ thuộc vào dung lượng lưu trữ acquy, công suất P=U*I - Khối Dao Động Nhiệm vụ khối tạo sóng dao động đưa vào khối công suất với tần số điện công nghiệp Sóng thường hai dạng chính: hình Sin xung vng Thường khối cơng suất trở kháng đầu vào nhỏ nên thực tế cần khối khuếch đại đệm làm nhiệm vụ ổn định khối phát xung dao động, giảm trở kháng đầu vào cho tầng công suất Dùng IC 4047 - Khối Cơng Suất Từ dạng sóng nhận từ khối phát, khối công suất khếch đại đưa đến biến áp tạo điện áp xoay chiều Thường khối sử dụng linh kiện công suất Thysistor, transistor chịu dòng lớn… Ở ta sử dụng MOSFET IRF 540 2N3055 Để khối công suất hoạt động tốt ta cần hệ thống tản nhiệt làm mát - Biến Áp Sử dụng biến áp cách ly pha 12V-220V/ 3A Bộ phận định tới việc tạo tín hiệu xoay chiều, định cơng suất tồn mạch Nó có tỷ số vịng dây cuộn thứ cấp lớn cuộn sơ cấp Cơng suất mạch tính Pmax =U.I Với I dòng điện biến áp chịu U hiệu điện đặt vào cuộn sơ cấp Phân tích hư hỏng thường gặp cách khắc phục Nếu inverter không hoạt động ( inverter is “dead”), kiểm tra sơ như: kiểm tra điện áp pin kết nối, kiểm tra cầu chì bị nổ, kết nối, v.v Nếu tất điều ổn, mở nắp biến tần thực bước sau: 48 3.1 Hiện tượng: Có điện áp vào, nguồn cấp cho tải không hoạt động Các đèn thị nguồn không sáng ta tiến hành quan sát mắt thường bên máy xem có tượng khác thường không , kiểm tra 3.2 Nguyên nhân: - Nếu cầu chì cịn điện áp sau diode chống ngược còn: điện trở lọc bị đứt, tụ lọc hỏng - Nếu cầu chì đứt ln ngun nhân cố có thể: Biến áp AC bị hỏng, đường dây chạm mát, tụ lọc bị chập, IGBT Mosfet phần công suất hỏng 3.3 Biện pháp khắc phục 3.3.1 Nếu cầu chì cịn điện áp sau diode chống ngược cịn - Bước 1: Ngắt nguồn điện cung cấp ngõ vào - Bước 2: Dùng VOM kiểm tra điện trở, tụ lọc - Bước 3: Thay điện trở, tụ lọc có thơng số tương đương 3.3.2 Nếu cầu chì đứt - Bước 1: ngắt kết nối đầu khỏi mạch công suất (MOSFET) - Bước 2: Sử dụng máy đo tần số để xác nhận xem có tạo tần số yêu cầu hay không Thông thường, biến tần 220V tần số 50 Hz biến tần 120V tần số 60 Hz ⇒ Nếu không thay IC thông số tương đương - Bước 3: Trong trường hợp bước kiểm tra dao động hoạt động tốt, chuyển sang bước tiếp theo, tức kiểm tra khối khuếch đại(MOSFET cơng suất) Nếu hỏng thay IC dao động tương đương - Bước 4: Cách ly MOSFETS khỏi máy biến áp kiểm tra thiết bị đồng hồ vạn kỹ thuật số Nếu thấy thiết bị cụ thể bị lỗi, thay thiết bị kiểm tra phản ứng cách mở mạch inverter - Bước 5: Kiểm tra cuộn dây bị hở đứt dây quấn biến áp Nếu thấy đáng ngờ, thay - Bước 6: Kết nối bóng đèn DC có cơng suất cao nối tiếp với pin mạch inverter kiểm tra nóng, nhằm an tồn ngăn ngừa hư hỏng khơng đáng có pin ( có điện áp ngõ mạch sửa xong) 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình sửa chữa thiết bị điện tử gia dụng, Nguyễn Tấn Phước, NXB Trẻ, 2003 [2] Giáo trình thực hành điện tử công nghiệp, Chu Khắc Huy, NXB Hà Nội, 2007 [3] Basic electronics troubleshooting & repair, Jestin Yuong [4] Electronics repair, Jestin Yuong [5] Giáo trình điện tử thực hành, Nguyễn Vũ Quỳnh, Phạm Quang Huy, NXB Thanh niên [6] Giáo trình sửa chữa nguồn, Lưu Cơng Thắng, Trường trung cấp nghề tổng hợp Hà Nội [7] Bachkhoadientu.vn [8] jestinyoung.com 50 ... soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao đẳng trung cấp, giáo trình sửa chữa, bảo trì mạch điện tử giáo trình mơn học biên soạn theo chương trình Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công. .. sửa chữa bảo trì nhanh chóng + Trình bày cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động, tính chất, với ứng dụng linh kiện điện tử + Trình bày cấu tạo, trình bày nguyên lý hoạt động, ứng dụng, mạch điện. .. có pin ( có điện áp ngõ mạch sửa xong) 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình sửa chữa thiết bị điện tử gia dụng, Nguyễn Tấn Phước, NXB Trẻ, 2003 [2] Giáo trình thực hành điện tử công nghiệp, Chu